Question

（2011?湘西州模擬）氮的氧化物（用NO_x表示）是大氣污染物，必須加以處理．
（1）汽車尾氣中的CO、NO_x采用催化轉化法處理，使它們相互反應生成參與大氣循環的無毒氣體．反應化學方程式可表示為：

2xCO+2NO_x═2xCO₂+N₂

．
（2）步驟一
工業尾氣中氮的氧化物常采用氨催化吸收法，原理是NH₃與NO_x反應生成無毒的物質．某同學采用以下裝置和步驟模擬工業上氮的氧化物處理過程．提供的裝置：

①所提供的裝置中能快速、簡便制取NH₃的裝置是：

H

（填儀器序號）．
②若采用C裝置制取氨氣（控制實驗條件相同），情況如下表：

試劑組合序號	固體試劑（g）		NH3體積（mL）
a	12.0g Ca（OH）2 （過量）	10.8g NH4Cl	2688
b		10.8g （NH4）2SO4	2728
c	12.0g NaOH （過量）	10.8g NH4Cl	3136
d		10.8g （NH4）2SO4	3118
e	12.0g CaO （過量）	10.8g NH4Cl	3506
f		10.8g （NH4）2SO4	3584

分析表中數據，實驗室制NH₃產率最高的是：

f

（填序號），其它組合NH₃產率不高的原因是：

因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca（OH）₂作反應物產生的水較多，吸收的NH₃較多

．
步驟二．
模擬尾氣的處理選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置：
①A中反應的離子方程式：

3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

．
②D裝置作用有：使氣體混合均勻、調節氣流速度，還有一個作用是：

防止氨氣溶解（或防止倒吸）

．
③D裝置中的液體可換成

c

（填序號）．
a．CuSO₄溶液   b．H₂O  c．CCl₄      d．濃H₂SO₄
④該同學所設計的模擬尾氣處理實驗還存在的明顯缺陷是：

未反應的NO無法處理，會污染環境

．

Answer 1

分析：（1）CO和NO_x在催化劑的條件下反應生成參與大氣循環的無毒氣體應為CO₂和N₂；
（2）步驟一
①制備氨氣可采用解熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法制備；
②根據NH₄Cl受熱易分解以及NaOH或Ca（OH）₂作反應物產生的水較多的性質分析；
步驟二
①稀硝酸具有強氧化性，與銅發生氧化還原反應生成硝酸銅和NO等；
②氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸；
③氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑；
④缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣．

解答：解：（1）CO和NO_x在催化劑的條件下反應生成參與大氣循環的無毒氣體應為CO₂和N₂，反應的化學方程式為2xCO+2NO_x═2xCO₂+N₂，
故答案為：2xCO+2NO_x═2xCO₂+N₂；
（2）步驟一、NH₃的制取
①制備氨氣可采用解熱NH₄Cl和Ca（OH）₂或濃氨水加熱的方法制備，其中能快速、簡便制取NH₃的裝置可用加熱濃氨水法制備，用H裝置，故答案為：H；
②因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca（OH）₂作反應物產生的水較多，吸收的NH₃較多，由表中數據可以看出，f制NH₃產率最高，
故答案為：f；因為NH₄Cl受熱易分解，生成的部分NH₃和HCl又重新結合成NH₄Cl，而用NaOH或Ca（OH）₂作反應物產生的水較多，吸收的NH₃較多；
步驟二、模擬尾氣的處理
①稀硝酸具有強氧化性，與銅發生氧化還原反應生成硝酸銅和NO等，反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
②D裝置使氣體混合均勻、調節氣流速度，另外，氨氣難溶于飽和氨水，可防止倒吸，
故答案為：防止氨氣溶解（或防止倒吸）；
③氨氣可溶于硫酸銅溶液、水以及硫酸中，可產生倒吸，氨氣為極性分子，不溶于非極性溶劑，可用CCl₄代替飽和氨水，
故答案為：c；
④缺少尾氣處理裝置，過量的NO會污染空氣，故答案為：未反應的NO無法處理，會污染環境．

點評：本題考查氮的氧化物的性質以及對環境的影響，題目難度中等，做題時注意實驗的原理和目的，牢固掌握實驗方法和實驗基本操作為解答該類題目的前提．